【摘要】：本研究選取農(nóng)業(yè)廢棄物柚子皮為原料,確定了油酸和硬脂酸、乙酸酐、苯乙烯、磁化和FTS(C10H4Cl3F17Si,全氟癸基三氯硅烷)改性柚子皮的方案。本文討論了樣品投加量、油投加量、轉(zhuǎn)速(振蕩頻率)、溫度和鹽度對其吸油能力的影響,保油能力和循環(huán)利用能力情況,同時(shí)借助傅里葉紅外光譜(FT-IR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、振動磁強(qiáng)計(jì)等表征手段研究改性前后材料的微觀形態(tài)、官能團(tuán)變化,結(jié)合吸油材料的吸附動力學(xué)、吸附等溫線和熱力學(xué)研究,初步探討了其吸附機(jī)理,得出如下主要結(jié)論:(1)天然柚子皮中纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的含量分別為46.22%、18.84%、10.24%,與模擬海水的接觸角為135°,與柴油的接觸角為0°。SEM圖顯示出天然柚子皮具有蜂窩狀的多孔結(jié)構(gòu)。FT-IR顯示天然柚子皮含有大量親水羥基基團(tuán)。天然柚子皮在油水體系中的吸附為選擇性吸附,且在純水體系中90 min的飽和吸水能力為6 g/g。此外,天然柚子皮在模擬海水中對柴油的吸附符合Lagergren準(zhǔn)二級動力學(xué)方程,解吸符合Lagergren準(zhǔn)一級動力學(xué)方程。其吸附/解吸平衡時(shí)間分別為11 min和5 h,吸附/解吸量分別為5.70 g/g和0.49g/g。(2)硬脂酸改性柚子皮對柴油、潤滑油的吸附量分別9.50 g/g、10.40 g/g;油酸改性柚子皮對柴油和潤滑油的吸附量分別為10.50 g/g、13.70 g/g;均高于天然柚子皮的吸油能力。由SEM知,油酸改性柚子皮的表面比天然柚子皮光滑。此外,油酸改性柚子皮FT-IR中3408 cm-1、1751 cm-1、1633 cm-1減弱,表明油酸成功改性了天然柚子皮。硬脂酸和油酸改性柚子皮的吸油過程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程。硬脂酸改性柚子皮和油酸改性柚子皮的吸油量隨著溫度的升高而降低;硬脂酸改性柚子皮和油酸改性柚子皮對柴油和潤滑油的吸附量隨著鹽度的增加而增加;硬脂酸改性柚子皮和油酸改性柚子皮對柴油和潤滑油的吸附量隨著轉(zhuǎn)速的增加而先增加再降低。(3)乙�；男澡肿悠さ淖罴阎苽錀l件為:反應(yīng)溫度60℃,反應(yīng)時(shí)間3 h,DMAP用量0.10 g。乙�；男澡肿悠さ奈瓦^程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程,其對柴油和潤滑油的最大吸附量分別為14.45 g/g和18.03 g/g,且具有良好的保油能力和循環(huán)利用能力。(4)苯乙烯接枝柚子皮的最佳制備條件為:反應(yīng)溫度70℃,反應(yīng)時(shí)間8 h,苯乙烯12 m L,N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.01 g,過氧化苯甲酰0.50 g。苯乙烯接枝柚子皮對柴油和潤滑油的吸附過程適用于準(zhǔn)二級動力學(xué)方程,其對柴油和潤滑油的最大吸附量分別為19.94 g/g和27.78 g/g,且具有良好的保油能力和循環(huán)利用能力。(5)磁化柚子皮的最佳制備條件為:乙二醇30 m L,六水三氯化鐵0.40 g,乙酸銨3.40 g,油酸0.40 m L。SEM分析發(fā)現(xiàn),磁化柚子皮的表面較炭化柚子皮粗糙,且具有許多分布均勻的小孔洞。FT-IR紅外圖譜顯示其含有Fe-O和油酸的C=O,證明了油酸改性磁化柚子皮的成功制備。磁化柚子皮的磁飽和值為8.06 emu g-1,能夠通過外加磁場來移動。磁化柚子皮對柴油的吸附過程主要屬于物理吸附,其對柴油的最大吸附量分別為27.98 g/g,符合Lagergren準(zhǔn)二級動力學(xué)方程,適用于Freundlich等溫式。(6)FTS改性柚子皮的最佳制備條件為:WT:AT=1:1,FTS 0.20 m L,反應(yīng)溫度30℃,振蕩速率150 RPM。SEM分析發(fā)現(xiàn),FTS改性柚子皮呈現(xiàn)了毛糙的片層狀(三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu))。FTS改性柚子皮對柴油的吸附平衡時(shí)間為60min,最大吸附能力為23 g/g;其對柴油的吸附過程為物理吸附,符合Lagergren準(zhǔn)二級動力學(xué)方程,適用于Langmuir吸附等溫式。
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ424


本文編號：2783028